孤岛运行微电网的能量配置动态优化及能量管理系统研究

作为大电网的有效补充,微电网是由分布式电源、储能设备、电力电子能量转换装置、负荷和监控、保护装置所组成,能实现自我控制的小型发配电系统,有并网和孤岛两种运行方式。发展微电网技术能提高分布式电源利用率、增强供电可靠性、提升电能质量,当电网发生故障时,微电网进入孤岛运行模式继续为负荷提供电能,此时,微电网的能量配置优化作为初期建设投资的重要依和微电网孤岛模式下可靠、经济运行的重要保证,具有极大的研究价值,本文对孤岛运行模式下微电网的能量配置动态优化问题及能量管理系统进行了研究,主要分为以下几个方面的工作： 首先,研究了微电网系统结构和工作原理,以典型的风-光-柴-储混合微电网系统为例,考虑微电源的自身特性并结合蒙特卡罗算法,建立了风电、光伏、柴油机、储能设备的发电功率时序模型和故障时序模型； 其次,针对孤岛运行模式下的微电网,以经济成本最低、供电可靠性最高为优化目标,并建立相应的经济性和可靠性评价指标,通过二元对比定权法以及模糊理论确定各优化目标的重要性权重,将多目标优化转化为单目标的综合优化问题,在考虑微电网微电源出力约束,储能设备容量、功率等约束条件下,建立能量配置优化模型；同时,提出基于自适应的粒子群算法的能量配置优化具体流程和步骤； 然后,利用软件模拟孤岛运行下的微电网能量配置优化的求解,分别在不同运行方式、不同储能设备最大容量、不同柴油机额定功率以及不同目标权重下进行优化仿真,根据相应的优化结果,对比分析以上各因素对微电网运行带来的各方面影响,并给出孤岛运行微电网的能量配置的实际建议。 最后,归纳了现阶段的微电网能量管理系统的研究现状,在此基础上,明确微电网能量管理系统的基本功能,提出微电网能量管理系统的硬件软件架构,研究微电网能量管理系统所管理对象的控制模式和系统控制结构。